МЭМС-акселерометр полностью на отечественной компонентной базе

Микроэлектромеханические системы или, как принято их называть в научной среде, МЭМС-технологии, в последнее время стали очень популярны среди молодых учёных. Победитель конкурса «УМНИК-2018», аспирант НИУ МИЭТ Максим Головинский рассказал о своей разработке чувствительного элемента МЭМС-акселерометра на сверхбольшие диапазоны ускорений и поделился планами дальнейших исследований в этой области.

- Как случилось, что именно тема измерения диапазона ускорений стала приоритетной для Вас? Как пришла в голову эта идея и оправдал ли результат первоначальные ожидания?

- Впервые с тематикой микроэлектромеханических датчиков, в частности, МЭМС-акселерометров я столкнулся на месте своей производственной практики – Институт нано- и микросистемной техники (ранее кафедра микроэлектроники) НИУ МИЭТ. В этой области трудился мой научный руководитель Андрей Сергеевич Шалимов, соответственно я подхватил интерес работы и начал развиваться в данном направлении. На пути получения всё большего объёма знаний в области проектирования МЭМС, я ушёл в более узкую специализацию – разработку чувствительных элементов (ЧЭ) МЭМС-акселерометров. В процессе научной деятельности появилась необходимость разработать ЧЭ МЭМС-акселерометра на сверхбольшие диапазоны ускорений до 190000 м/с2, далее идея была представлена в рамках конкурса «УМНИК», где была поддержана.

- Как Ваше изобретение может быть применено в промышленности и в быту? Если можно, приведите примеры.

- Конечными потребителями будут выступать микроэлектронная промышленность, нефтегазовая и горнодобывающая промышленности, строительные компании, для применения в различных датчиках и технике (транспорте). Например, применение таких ЧЭ планируется в МЭМС-акселерометрах, МЭМС-датчиках вибрации, для контроля состояния копровых установок, проходческих щитов, исследования взрывов при разведке месторождений.

- Вы уже проводили какие-нибудь эксперименты?

- Исследования только предстоит провести, и эта перспектива появилась благодаря победе в конкурсе «УМНИК». На данный момент изучена возможность разработки такого изделия, ведутся подготовительные операции к проведению процессов моделирования.

- Вы говорите, что разработанный Вами чувствительный элемент МЭМС-акселерометра более надёжный, нежели ныне существующие. За счёт чего?

- Преимущество разрабатываемого чувствительного элемента МЭМС-акселерометра относительно аналогов состоит в более надёжной конструкции, в частности, будут сформированы упоры (ограничители) хода конструкции, не требующие выполнения дополнительных технологических операций, что приведёт к упрощению конструкции, снижению её стоимости и повышению её надежности. То есть, говоря простыми словами, высокая надёжность обеспечена особой конструкцией ЧЭ с компенсационными упорами инерционной массы.

- А как будет выглядеть устройство?

- Законченное устройство будет представлять собой поверхностно монтируемый (SMD) металлокерамический корпус размерами 8х8х2.5 мм размещённым внутри него кремниевым кристаллом чувствительного элемента МЭМС-акселерометра.

- Когда Вы планируете ввести прибор в эксплуатацию?

- Согласно подготовленному к конкурсу «УМНИК» плану реализации изделие в течение 2-х лет будет доведено до уровня коммерциализации. Также будет составлен бизнес-план проекта и пройдена преакселерационная программа.

- Кто Вам помогал в разработке данного устройства?

- Консультационную помощь оказывают сотрудники Института НМСТ. В части непосредственной проработки конструкции ЧЭ МЭМС-акселерометра и подготовки моделей существенное содействие оказывает ведущий инженер Института НМСТ НИУ МИЭТ Степан Александрович Анчутин.

- Есть ли в планах продолжение научной деятельности в других направлениях?

- В дальнейшем я хочу разработать МЭМС-акселерометр полностью на отечественной компонентной базе. С параметрами, в том числе, и массогабаритными, не уступающими импортным аналогам.

- Чего мы Вам и желаем! Спасибо за интервью и успехов на ниве научного прогресса!